Pertumbuhan dan Perkembangan

Ditulis Ibu Nurofiah,S.Pd. dan dipostingkan oleh Admin Web
Salah satu ciri makhluk hidup adalah pertumbuhan dan perkembangan.Pertumbuhan dan Perkembangan  merupakan dua proses yang saling terkait dan terjadi secara bersamaan.

A.   PERTUMBUHAN

1.      Gejala dan Sifat Pertumbuhan

Pertumbuan dapat dilihat dari pertambahan berat tinggi luas, atau panjang atau tinggi. Perubahan tersebut tidak dapat menyusut kembali (irreversible) atau bersifat tetap (permanen) dan dapat diukur atau bersifat kuantitatif.

Perubahan ukuran yang permanen pada hewan dan manusia hanya tampak pada pertambahan tinggi, tetapi tidak pada pertambahan beratnya. Berat tubuh hewan dan manusia sering berubah, kadang naik dan kadang turun.

2.      Proses Pertumbuhan

Proses pertumbuhan dapat dilihat dari pertambahan tinggi, berat, luas dan volume pada makhluk hidup. Pertambahan itu menggambarkan adanya penambahan isi sel atau jaringan tubuh (biomassa). Biomassa tubuh pada tumbuhan berasal dari hasil fotosintesis dan penyerapan zat hara.

Hewan dan manusia membentuk biomassa tubuhnya dari makanan dan minuman yang bergizi. Kecukupan gizi menjadi salah satu faktor penting pertumbuhannya. Untuk mengimbangi pertambahan biomassa, tubuh harus menyediakan ruang yang cukup untuk menampungnya.

3.      Pola Pertumbuhan

Pada daun muda akan tumbuh dalam kurun waktu tertentu. Artinya, masa tumbuh daun terbatas. Secara umum, pertumbuhan daun mengikuti pola sigmoid (model S).

Dalam pola sigmoid, pertumbuhan terjadi dalam tiga fase, yaitu sebagai berikut.

a.      Fase lambat yang dipercepat (fase logaritmik atau eksponensial). Fase ini terjadi pada masa awal pertumbuhan

b.      Fase cepat dengan laju tetap (fase linier). Pada fase ini, pertumbuhan berlangsung sangat cepat dengan laju yang konstan (ajeg). Fase ini disebut sebagai masa pertumbuhan

c.      Fase penuaan (fase senescens). Pada fase ini pertumbuhan semakin melambat hingga akhirnya berhenti tumbuh

4.      Titik Tumbuh (Daerah Tumbuh)

a.      Titik Tumbuh Tumbuhan

Tumbuhan mempunyai beberapa titik tumbuh, yaitu ujung batang dan ujung akar. yang merupakan pertumbuhan primer.

Pada daerah ujung batang dan ujung akar terdapat jaringan yang selalu aktif membelah, yaitu jaringan meristem pucuk (meristem apikal). Oleh karena itu, batang dan akar dapat tumbuh memanjang.

                        Daerah pertumbuhan : (a) akar     (b) pucuk batang

Pada batang juga terdapat titik tumbuh. Tumbuhan dikotil mempunyai batang yang dapat mengalami pembesaran ukuran karena diantara kulit dan kayu terdapat jaringan kambium (meristem lateral). Pada beberapa jenis tumbuhan monokotil, batangnya dapat bertambah besar. Pertambahan besar tersebut terjadi karena aktivitas pertumbuhan sekunder (kambium monokotil).

b.      Daerah Tumbuh Hewan dan Manusia

Pertumbuhan pada tubuh hewan Vertebrata terjadi pada bagian rangka (tulang) dan jaringan lainnya secara serasi. Pertumbuhan tulang terutama terjadi pada tulang pipa atau tulang panjang. Pusat pertumbuhan tulang pipa adalah pada bagian yang disebut cakra epifise. Pada hewan Avertebrata pertumbuhan terjadi di seluruh jaringan tubuhnya.

B.   PERKEMBANGAN

1.      Gejala dan Sifat Perkembangan

Perkembangan pada tumbuhan secara mudah dapat kita lihat dari munculnya daun, akar, bunga, buah atau biji. Selain terus bertumbuh, semua organ tumbuhan juga berkembang. Perkembangan daun terjadi mulai dari saat kuncup sampai menjadi tua.

Seiring dengan proses perkembangannya, daun menjadi semakin hijau sehingga kemampuan fotosintesisnya meningkat. Perkembangan itu disebut perkembangan  progresif. Artinya, perkembangan ke arah semakin meningkatnya fungsi atau kemampuan fisiologi daun.

Selama proses penuaan, secara bertahap warna daun akan menjadi kekuningan, kemerahan, akhirnya menjadi cokelat dan mati. Gejala tersebut menunjukkan perkembangan ke arah mundur yang disebut perkembangan regresif. Perkembangan dapat merupakan proses pendewasaan (maturasi) atau proses penuaan.

Gejala perkembangan dapat dilihat dari dua hal, yaitu sebagai berikut.

a.      Adanya perubahan secara fisik yang dapat diamati (perubahan morfologis dan anatomis)

b.      Adanya perubahan fungsi atau kemampuan melakukan aktivitas fisiologi. Perubahan fungsi tersebut dapat bersifat maju atau mundur

2.      Proses Perkembangan

Salah satu peristiwa perkembangan pada organisme adalah proses pembentukan jaringan atau organ (morfogenesis). Proses tersebut terjadi secara bertahap.

Pada tumbuhan seiring dengan proses pemanjangan, berlangsung pula proses di dalam sel yang mengarahkan perkembangan sel-sel tersebut. Proses ke arah pembedaan bentuk dan fungsi sel itu disebut diferensiasi dan spesialisasi. Selanjutnya, jaringan yang terbentuk akan mengalami proses pendewasaan (maturasi) sampai menjadi jaringan yang dewasa, baik bentuk maupun fungsinya.

Dari proses perkembangan sel-sel parenkima daerah pucuk dihasilkan beberapa jaringan yang meliputi :

a.      jaringan epidermis (lapisan terluar kulit batang)

b.      jaringan lapisan kulit korteks batang

c.      jaringan floem (di daerah kulit)

d.      jaringan kambium (antara lapisan dan kayu batang)

e.      jaringan xilem (kayu batang)

f.       jaringan empulur

Proses perkembangan yang terkait dengan pembentukan organ secara umum disebut organogenesis. Proses itu terjadi pada semua organisme yang tubuhnya telah tersusun dari organ atau sistem organ.

Morfogenesis pada hewan dan manusia dapat kita lihat pada awal perkembangan setelah sel telur dibuahi oleh sperma. Sel tersebut akan membelah terus menerus dan menyusun diri hingga membentuk pola berongga yang disebu blastula. Tahap selanjutnya terjadi pengelompokan sel yang disebut gastrula. Sel-sel tersebut berkembang menjadi lapisan-lapisan tertentu, yaitu lapisan endoderm, lapisan mesoderm dan lapisan eksoderm.

PERKEMBANGAN LAPISAN EKTODERM, MESODERM DAN ENDODERM MENJADI JARINGAN DAN ORGAN PADA HEWAN

Lapisan ektoderm	Lapisan mesoderm	Lapisan endoderm
Kulit, rambut, kuku, seluruh sistem saraf termasuk sel reseptor, medula dan adrenal	Otot, darah, pembuluh darah, jaringan konektif, tulang, ginjal, ureter, testis, ovarium, oviduk, uterus, sistem limfatik dan mesenterium	Lapisan pada saluran pencernaan; lapisan pada trakea, bronkus dan paru-paru; lapisan pada uretra; kelenjar hati; dan pankreas

3.      Bentuk Perkembangan

Gejala perkembangan pada tubuh organisme dapat ditemukan dalam berbagai bentuk. Beberapa proses morfogenesis pada hewan yang menarik diantaranya sebagai berikut.

a.      Perkembangan embrio pada zigot sampai menjadi janin (fetus) yang siap lahir pada Mamalia atau menetas pada hewan bertelut

b.      Metamorfosis, yaitu perkembangan individu secara bertahap

c.      Metagenesis, yaitu pergiliran keturunan atau pergiliran generasi. Metagenesis pada hewan terjadi secara jelas pada Obelia sp.

a.      Metamorfosis

Metamorfosis adalah perubahan bentuk dari satu tahap perkembangan ke tahap perkembangan berikutnya. Pada serangga, metamorfosis terjadi mulai dari tahap telur sampai menjadi individu dewasa. Metamorfosis tersebut dapat bersifat sempurna dan tidak sempurna.

Metamorfosis sempurna berkembang dalam empat tahapan meliputi fase, telur, larva, kepompong (pupa) dan individu dewasa (imago). Contohnya adalah kupu-kupu, lebah, nyamuk.

Metamorfosis tidak sempurna mengalami perubahan bentuk yang bertahap dan sudah menyerupai individu dewasanya. Telur yang menetas akan menjadi larva dengan bentuk seperti individu dewasa, tetapi belum bersayap. Larva itu disebut nimfa. Contohnya adalah kepik, belalang, rayap dan kutu buku.

Ciri khas lain pada metamorfosis serangga adalah terjadinya pergantian kulit (moulting) pada fase larva seiring dengan pertumbuhannya. Tahapan perkembangan larva disebut fase instar. Peristiwa pergantian kulit itu diatur oleh hormon ekdison (ecdysone).

Metamorfosis juga terjadi pada golongan Amphibia (katak)

Secara keseluruhan, perkembangan katak berlangsung dalam tiga tahap yang meliputi tahap embrio, tahap larva dan tahap metamorfosis.

1)     Tahap embrio

Setelah sel telur (ovum) dibuahi sel sperma, zigot akan berkembang menjadi embrio.

2)     Tahap larva

Embrio akan berkembang menjadi larva berupa berudu. Berudu bernapas dengan insang luar. Beberapa hari kemudian, insang luar akan lenyap dan digantikan dengan berkembangnya insang dalam. Selanjutnya, insang dalam akan lenyap digantingan dengan paru-paru. Dan kaki belalang berkembang, disusul tumbuh kaki depan.

3)     Tahap metamorfosis

Paru-paru telah berkembang menggantikan fungsi insang dalam serta munculnya keempat kaki. Selanjutnya, insang dalam dan ekor akan kembali diikuti dengan memendeknya saluran dan berkembang menjadi katak dewasa yang siap kawin.

b.     Metagenesis

Dalam siklus hidup Coelenterata, seperti Obelia sp. dan Aurelia sp. (ubur-ubur) terjadi pergiliran keturunan (metagenesis), yaitu antara fase vegetatif dan fase generatif. Fase (generasi) vegetatif berbentuk polip, sedangkan fase generatif berupa medusa. Medusa berbentuk seperti payung, aktif berenang, dan menghasilkan gamet. Medusa jantan menghasilkan sel sperma, sedangkan medusa betina menghasilkan sel telur.

Sel sperma akan dilepaskan dan berenang menuju ovarium tempat dibentuknya sel telur. Hasil pembuahan berupa zigot. Zigot akan berkembang menjadi larva yang disebut planula. Planula akan keluar dari induk betina dan berenang mencari tempat melekat dan berkembang menjadi polip baru. Metagenesis juga terjadi pada tumbuhan, yaitu pada lumut dan paku. Fase generatif dari lumut dan paku disebut fase gametotif, sedangkan fase vegetatifnya disebut fase sporofit.

C.   FAKTOR-FAKTOR PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN

Proses pertumbuhan dan perkembangan dikendalikan oleh faktor dari dalam (internal) dan faktor dari luar (eksternal).

1.      Faktor Dalam (Internal)

a.  Gen

Peristiwa diferensiasi, spesialisasi, pendewasaan , dan pertumbuhan dikendalikan oleh faktor gen. Gen merupakan materi dalam kromosom yang terdapat di inti sel (nukleus). Didalam gen terkandung sifat keturunan yang diturunkan kepada keturunannya. Selain itu, gen berfungsi mengatur atau mengontrol reaksi kimia didalam sel, seperti pembentukan protein, enzim, dan hormon.

b.  Hormon (Zat Tumbuh)

Hormon berperan dalam pengaturan, baik pada pertumbuhan maupun perkembanganjaringan dan sel. Beberapa  hormon tumbuhan yang berperan penting untuk memacu dan mengendalikan pertumbuhan dan perkembangan adalah hormon auksin, giberelin, sitokinin, dan asam abisat.

PERANAN HORMON PADA PERTUMBUHAN DAN

PERKEMBANGAN TUMBUHAN

Jenis Hormon	Peranan dalam Pertumbuhan dan Perkembangan
Auksin	1.      Memacu pemanjagan sel (pemanjangan batang) 2.      Mengendalikan tumbuhnya tunas ketiak dibawah pucuk batang 3.      Menentukan arahtumbuh batang atau cabang kesumber cahaya 4.      Bersama sitokinin mengatur diferensiasi dan spesialisasi pada proses pembentukan organ (batang, buah, daun, akar) 5.      mempertahankan vitalisasi jaringan atau menghambat penuaan 6.      menentukan arah tumbuh batang atau daun mengarah ke cahaya
Sitokinin	1.      memacu pembelahan sel pada jaringan meristem (meristem pucuk, kambium) 2.      turut mengatur diferensiasi, spesialisasi dan pendewasaan organ 3.      mengendalikan pembelahan sel (mitosis) pada daerah tumbuh (jaringan meristem) 4.      turut mengendalikan pembungaan
Giberelin (GA: Asam Giberelat)	1.      bersama auksin memacu pemanjangan sel (pemanjangan batang) 2.      turut berperan menghambat penuaan organ 3.      memacu perkecambahan biji serealia (padi, jagung, gandum) 4.      turut mengatur pembungaan
Etilen	1.      turut memacu pertumbuhan kecambah 2.      mempercepat pematangan buah pada buah klimaterik (pisang, avokad, anggur) 3.      turut mengatur pembungaan
Asam Abisat (ABA)	1.      memacu penuaan yang dihasilkan pada jaringan tua 2.      bersama GA mengendalikan perkecambahan, ABA sebagai pengendali (penghambat) perkecambahan 3.      memacu proses penuaan organ daun

Pembentukan horman pada manusia terjadi pada kelenjar dan organ tubuh, seperti kelenjar tiroid, kelenjar paratiroid, kelenjar pituitari, kelenjar hipotalamus, kelenjar adrenal, kulit, lambung, gonad, ginjal dan plasenta. Beberapa hormon yang berperan dalam pertumbuhan dan perkembangan manusia dan hewan adalah sebagai berikut.

a.      HGH (Human Growth Hormone), berfungsi untuk merangsang pertumbuhan kerangka dan tubuh secara keseluruhan serta merangsang hati untuk melepaskan polipepetida yang kemudian akan merangsang pertumbuhan otot, tulang rawan, tulang, dan jaringan ikat sendi

b.      Ecdyson, merupakan hormon pada tubuh serangga yang berperan dalam proses pergantian kulit (moulting) dan pembentukan pupa.

Pengeluaran hormon yang berlebihan disebut dengan hipersekresi dan pengeluaran hormon yang sangat sedikit disebut hiposekresi. Hiposekresi HGH dapat menyebabkan terjadinya kretinisme (Pertumbuhan yang lambat dan mental terbelakang), sedangkan hipersekresi HGH menyebabkan terjadinya gigantisme (pertumbuhan yang luar biasa).

2.      Faktor Luar (Eksternal)

a.      Makanan (Nutrisi)

Nutrisi sangat berperan penting dalam pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. Tumbuhan dan hewan membutuhkan nutrisi untuk menghasilkan energi, membentuk sel dan memperbaiki sel yang rusak.

b.      Lingkungan

Pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup juga dipengaruhi oleh lingkungan tempat ia tinggal. Fotosintesis dan penyerapan zat hara merupakan pembentuk biomassa pada tumbuhan. Kedua aktivitas tersebut, baik secara langsung maupun tidak langsung juga menjadi faktor pertumbuhan. Hal tersebut dipengaruhi oleh faktor lingkungan, seperti :

1)     Keadaan atmosfer, seperti cahaya, suhu, kelembaban, serta kadar CO₂ dan O₂ udara

2)     Keadaan lingkungan tanah, seperti ketersediaan air dan hara, kandungan humus tanah, keasaman tanah, jenis tanah, serta residu obat-obat kimia beracun

3)     Bahan-bahan polutan yang beracun, baik yang di udara maupun di tanah, seperti limbah air sabun, minyak dan obat-obatan pertanian

4)     Keberadaan organisme lain yang merusak dan menimbulkan penyakit atau menjadi pesaing memperebutkan zat